Tossine batteriche

Vedi anche: intossicazioni batteriche


Le tossine batteriche, molecole nocive prodotte dai batteri, si suddividono in due grandi gruppi, quello delle ENDOTOSSINE e quello delle ESOTOSSINE.

Le endotossine sono componenti strutturali del batterio, tipiche ed esclusive dei batteri GRAM negativi; sono costituite dal lipide A (lo strato interno del liposaccaride LPS, che a sua volta costituisce la porzione più esterna della membrana che riveste la parete cellulare). Vengono liberate alla morte del batterio e sotto questo aspetto sono più pericolose rispetto alle esotossine.

Le esotossine non sono componenti strutturali, ma semplicemente delle sostanze rilasciate all'esterno dal batterio; esse vengono prodotte sia dai GRAM + che dai GRAM -, ma sono tipiche ed esclusive di ogni batterio (al contrario delle endotossine). Di conseguenza, ogni esotossina è responsabile di un effetto sintomatologico diverso e sostiene la specificità del quadro morboso.

 

ESOTOSSINE ENDOTOSSINE
Natura proteica, quindi idrosolubili Natura lipidica
Termolabili (si distruggono con il calore) Termostabili (molto resistenti alle alte T°)

Denaturabili, se trattate con sostanze

chimiche adeguate, come gli acidi

Più resistenti
Prodotte sia dai GRAM + che dai GRAM - Tipiche ed esclusive dei GRAM -

Stimolano il nostro organismo a produrre

anticorpi specifici (sono ottimi antigeni)

Non stimolano la produzione di anticorpi e non sono detossificabili (sono pessimi antigeni).

 

Le ANATOSSINE sono esotossine che hanno perso la propria tossicità, ma hanno mantenuto la caratteristica di antigene; di conseguenza, tali sostanze sono in grado di stimolare la produzione di anticorpi senza arrecare danno all'organismo (alcuni vaccini).

 

ESOTOSSINE: vengono espulse all'esterno dal batterio e possono diffondere nell'ospite; ad esempio, il Clostridium tetani rimane confinato nella sede di infezione e da qui libera tossine che raggiungono il sistema nervoso centrale attraverso il circolo ematico.

Le esotossine possono essere monomeriche, dimeriche o multimeriche; la maggior parte sono di tipo dimerico e come tali costituite da un peptide A, che è la parte tossica, ed un peptide B, che funge da recettore per la cellula bersaglio. Queste due subunità sono legate da un ponte di solfuro, che si spezza non appena la subunità B si lega al recettore cellulare, permettendo, così, l'ingresso nella cellula della subunità A.

In base al meccanismo d'azione, specifico per determinati organi o strutture corporee, si distinguono esotossine citolitiche, ciliostatiche, neurotrope, enterotossiche, pantrope e superantigeni.

CITOLITICHE: o emolisine; formano dei canali nella membrana plasmatica, attraverso i quali la cellule perde acqua e sali, fino a morire per lisi osmotica. Ne é un esempio lo stafilococco aureus, responsabile di affezioni cutanee (acne, foruncoli ecc.) e tossinfezioni alimentari; esso produce diverse tossine, tra cui una detta alfa dotata di attività citolitica.

CILIOSTATICHE: agiscono sugli epiteli ciliati delle mucose, bloccandone il movimento e facilitando la colonizzazione batterica; tipica è la tossina della pertosse.

NEUROTROPE: tipici esempi sono dati dalla tossina botulinica e da quella tetanica; la prima agisce sul sistema nervoso periferico, a livello della giunzione neuromuscolare, inibendo il rilascio di acetilcolina con conseguente morte per paralisi flaccida (ne basta un grammo per uccidere 10 milioni di persone, vedi anche botulino). L'esotossina tetanica, invece, agisce sul sistema nervoso centrale, a livello delle sinapsi, dove blocca la liberazione di neurotrasmettitori inibitori dell'impulso nervoso; di conseguenza, si ha morte dell'ospite per paralisi spastica.

ENTEROTOSSICHE o enteropatogene: causano tipicamente vomito e diarrea. Un tipico esempio è dato dall'esotossina del colera, che agisce soprattutto a livello dell'intestino tenue, attivando un enzima chiamato adenilato ciclasi e portando ad una sovrapproduzione e all'accumulo di AMP ciclico. Di conseguenza si alterano gli scambi idrici ed elettrolitici della cellula, fino alla morte dell'individuo per severa disidratazione.

PANTROPE: inibiscono le sintesi proteiche; ne è un esempio la tossina difterica.

SUPERANTIGENI: sconvolgono il meccanismo protettivo del sistema immunitario, generando una risposta infiammatoria esagerata, con iperproduzione di citochine pro-infiammatorie e comparsa di febbre, ipercatabolismo proteico, fino allo shock emodinamico.

 

ENDOTTOSSINE: sono costituite dal lipide A, che quando viene liberato in grandi quantità dopo la morte dei batteri, produce una serie di sintomi negativi, primo fra tutti il rialzo termico (si dice che le endotossine possiedono un'elevata pirogenicità). Tali sintomi sono mediati dal rilascio di sostanze con potente azione infiammatoria (come certe prostaglandine e l'interleuchina-1) Si ha poi un'attivazione dei meccanismi che portano alla coagulazione del sangue e ad una vasodilatazione periferica, con aumento della permeabilità capillare (formazione di edemi e possibile shock ipodinamico nelle persone già sofferenti di pressione bassa). Nonostante ciò, si ritiene che piccole dosi di endotossine esplichino attività parzialmente o interamente benefiche per l'ospite, poiché stimolano positivamente la funzionalità del sistema immunitario. In effetti, i batteri GRAM - presenti nel nostro intestino liberano continuamente piccole quantità di endottosine.

Le endotossine sono estremamente resistenti al calore ed agli agenti fisici; per questo sono frequenti contaminanti ambientali.


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